Способ управления оптическим излучением

 

Изобретшие относится к акустооптическ1е4 способам управления оптическим взлучевием и может яспальзоааться в оптических коммутационных системах мультиплексорах спектро- I анализаторах, модуляторах и т.п. Цель изобретения возможность управления излучением с любой заданной длиной волны. Способ состоит в том, что пучок оптического излучения направляют в изотропную акустооптическу среду под углом (f 90 к плоскости Пд распространения акустических волн так, утобы направление распространения пучка I лежало в одной плоскости П; с одной нэ акустических волн, ортогональной П , и отклоняют поочередным или одновременным воздействием на Hefo акустическими волнами 2, 3, 4, 5 и 6 в направлениях 7, 8, 9, 10 и I}. Для вьтолнения брэгговского синхронизма между пучком I и акустическими волнами 2, 3, 4, 5и6 частоты акустических волн выбираются в соот2 У.ПИ Ветствии с условием i - 1 N -II сов (21 t f где V - скоI рость распространения акустической волны в акустооптической среде} Пц - показатель преломления акустооптической среды для оптического излучения с длиной волны /Лк ; i порядковый нсжер акустической волны, начиная с упомянутой первой. Способ позволяет с помощью одной и той же вкустооптической ячейки управлять оптическим излучением с любой заданной длиной волны. 3 ил. (Л СП 4 ОО СО

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (В (51)5 G 02 Р 1 33

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (46) 15.07.92.Бюл. Ы- 26

1 / {21) 4127847/2S

{22) 03. !0.86 (7!) Институт радиотехники и электроники АН СССР

{72) CÔ Я. Антонов р В. П. Гришин и В. И. Котов. {53) 535.8{088а8) (56) Заявка Великобритании S 1,»4!4!!, кл. 0 02 У, !974.

Авторское свидетельство СССР

В !032908» кл. О 02 Г I !!е !976

"(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОПТИ ВСКИМ ЩЛУЧЕНИКИ (57) Изобретение относится к акустооптическюе способам управпеиия оптическим излучением и может использоваться s оптических коммутационных системах мультиплексорах слектро:анализаторах, модуляторах и т.п. Цель

I изобретения - возможностЬ управленйя излучением с любой заданной длиной волнм. Способ состоит s-том, что пучок оптического излучения направ-. ляют в изотропную акустооптическую

- среду под углом р 4 90 к плоскости

П распространения акустических волн так, чтобы направление распространения пучка лежало в одной плоскости

П с одной иэ акустических волн, ортогональной П, и отклоняют поочередным или одновременным воздействием на него акустическими волнами 2, 3, 4 5 и 6 в направлениях 7, 8, 9, lO и !!. Для выполнения брэггс вского синхронизма между пучком и акустическими волнами 2, 3, 4, 5 и 6 частоты акустических волн выбираются в соот2 7 и ветствии с условием Ю; — — -1 (" л!! !

- — сов (2в г!! lj где V — ско- I рость распространения акустической волны B акустооптической среде! 11 показатель преломления акустооптичес« ( кой среды для оптического излучения с длиной волны Я, i — порядковый Я номер акустической волны начиная с упомянутой первой. Способ позволяет с помощью одной и той же акустооптической ячейки управлять оптическим излучением с любой заданной длиной волны. 3 ил.

),, 54 33

,.tÇOáOe TO((He ОТЦЕ(с((1 (.с(К ЯксХСТООП-, ГлгХс(КИМ СНОСОВ сн (с/Ц РХХВЛЕ НЦЛ (.лПТХХЧРС т(тХ((;.(З с..т (в(((ХЕ((и Х(Оже (ИХ ПОЛ?вЗОБ сЧТ?дC i(:.J Oil T ИЧ С?((?Х ХХО (%(УТЯ ХЕХ(О? Ц(Ь((г С ИЕ" (Е ((сЭ Х к М У(? Ь ТХХХ(с(Е К С О Р ЯХ С (Х Е К 7 Р О ЯН Я т(Х;ЗЯТОРЯХ.-, МОДPJ((?TOPO>< И Тад, Ца.г(?гЮ ИЗОбр» ТЕНИЛ ЛВЛЛЕТСЛ управ=

ЛЕНИЕ ОптИЧЕСКИМ ((ЗХ(т(ЕПИЕМ С ЛЮбОй

3 Я гт ЯХЦ? й? (Х ЦПХ(ХХОЙ i? OJ(Hb(. 1 ХХ (((Я - (?Br 1 приведена диаграмма наПРслВЛЕЦХХй РЯСПРОСТРЯНЕНЦЛ ЯКУСТИЧЕСiiilX ВОЛН ХХ Е(ПТХЕЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕЬХХХЯ СО" гласно данному способу; HQ фиг, 2

ВЕКТОРЦЯст ДИЯГРЗММЯе ПОЛСНЛХВЩЯЛ СПОСоб е ?т- -ЪтгГ 3 - ЯКУСТООПТИЧЕСКЯЛ (г е. (кв т(х;т. ОЯЯлизЯ(?Пт способае (1>--, Q -Х,.Ох(TI ?e(..(;o-o цзлучехехел ((1? (хг е 1 ) (!ах(ьн Яхзх(сцОт в из О т РО?п(УЮ Якстл""

Д стооххтххсеесх<у(г(среду под угло?1 - х «у 90 1

i(JFQel O Tii II раг Про с л(р ХХХЕХХХ(Л ЯХ, уСп И „ есхт;:. „- х. Охпт „,eB. чтобь, хеа -,равлеххие ряспросхряцецил пучкя 1 лежало в од?(ОЙ ПЛОС(,"OÃ. TB П. C Одной ИЗ ЯКУСТеХнес(-. Нх." 5QJ(F((5DJ(((oé 2) ОртогoHЯхеь ной П(, ц.откх(О((J((àò поочередпым или

O lO>iлЕ(:eШХЕсХгJ ВО=Дай" ХВИЕ?-. fiа ХХЕХ" О ахсг-;с" и иг-хаг хгимх: ВОХТХ(? ((х 2 . 4 5 и 6

"(Яцравлецилх х, 8, 9, 10 B 1 1

ВЕТСТВСЛНО е ДХ(Х! ВЫПОЛЦЕЦЦЛ бРЗГГОВ- 3О

ОКО ?О Сктп(уогн(ЗМВ (Ес,"-,:ДУ ИСХО(ХХХЬ(М От?-, ТЕХ"- ЕСКИХ(ПУЧКОМ i И ЯКУСТХГХЕСКИ(И ВОЛл

Х;:;..:Ц(.Х -. 6:GCTOTb: Я(?УС ХХГХЕСКИХ ВОЛН . В((бх(раю;, =- соотхзетствци с условием, х(р::ех(едех(нхегы в а Ормуле изобретения, В

КОТОРОМ ОТСт(ЕТ аКУСтИЧЕСКИХ ВОЛН ЦЯ--(И. х(яетсх(".,Qiøû 2 ц идет по кругу.

НЯ !1(B(; 2 цэображецо сечение ицдикятриссы показятелей преломленияякустаоцтической среды (лвлл(ощейс". щ .л са с(1?евОЙ дпл Оптически изотрохеххых сред)

ХтХЕОСКОСТ- Ю Ят УСТттт?Е(КИХ В(лКТОВОХ? It .

Игходцoe ОПТЕ(и.".С(ХОЕ ЦзЛУчение (Х.. при

ВЗ Ятимоттай ТВИН С ЯХХУСТ((т(ЕСХЕК (ХЕ (?OJ? тт с ? .7 ° тт-" эвт.тсстт втп(" % Огс влцг г(O

iri . O „:(. (..Ят; ВЯЛ 1? с-Ел(Ело(ЕЕ Х(ООттЕР ЕДНО лктттт О-.Iтаепврэ .;с -.((;I; гIò(;7GF(c етсл рятП(?ссс Гвв!св г .т О:(I(.ò)ЯХ(?(=- F((сЛХ. (с -. K

ХХ„К... 1(; соотх? Ятствеххх(О. Угол иех йду (с:-т ((с РЯВ e;"i (, J - ((сс(Хт(ЯВХ(ЕХХИЛ ЯКУ СТИ

БЭ четких Волн 2 " О совпЯДЯют с цаправ (лет(ил:тх! д исхо ХЛЩ(b(i(цэ ЦеитРЯ ххРЯВ иль ного N7ãoëbх(икя к егo верг(иняхх (B

Х(Я?ксз((С,уп((?e N = 5). ЛКуСТИЧЕСКИЕ

ВЯ(! Х . .тт-I,: О „е (1, - qö,, е q „COB?(ñ?ÄÆÎT .7 с(ЛИ ЛВ Х(Л(ЛТ С Л ИХ Ц РОДОЛжЕНИЛМИ (СООТБ:: — ТСТВСF(I(O CBOe(i цуМЕОя((ИХЕ(е 11я прявлецх(л Векторов q, Db(6O3?(b(тяк > чтобы НЯправJ(el(lil(2 — 6 ?(сход?(ли из гчq ° q асов — (Х - 1)! (1)

1 1?

-=.äe ? - номер акустической волны, соответствующей направлениям распространения волн (i 1, 2, 3, 4, 5). Величины оптических волновых векторов

К; равны между собой, т,е, I К,I

2((и

= (К (... tK t = — а где и„— показатель преломления для длины волны света Я(, . Из фиг. 2 видно, что брзгговский синхрокизм HeRpg K x B q BB» ступает пои условии

Х1(-" 2 K 81п р в 2 K t??, (2) Подставив значение qх из выражения (2) В Выражение (1) и выразив затеи частоту акустической волны f из q-.

4 (V согласно соотношению f — q где

2((V - -скорость звука, а также. введя угол((? вместо Р согласно P = — -Х

ХХОХХУЧКМ е

2 V-n

f ( (3) Отметим, что зто выражение справедливо и для разных длин волн света A(,> где для произвольных (((необходимо

В выражении (3) заменить (1 - Я» и и и„, в полном соответствии с формулой изобретения, Способ иожет быть реализован с помощью акустооптической ячейки, показанной на фиг. 3. Ячейка выполнена из изотропного материала в виде правильной призмы, имеющей М боковых граней (на фнг. 3 И = 5). На боковых гранях закреплены пьезопреобразова» тели 12, 13, 14, 15 и 16, резонанс-, ные частоты которых выбраны В соот- ветствии с формулой изобретения. Нучок оптического излучения 1 направляют в акустооптическую ячейку под уг,(хом хр к торцу призмы и под углом

Х » — Q) к одной нв. ее Некавлес гйес 2 цей. С помощью пьезопреобраэователвй центра, По фнг. 2 легко выразить величицн акустическ(.х векторов q; через

q e э l 44 5 в ячейке воэбуждают объемные акустические волны, которые отклоняют оптическое излучение н направления 7, 8, 9, 10, Il При поочередной воэб ж5 денни акустических волн оптическое излучение, распространяющееся в одном канале (пучок !), поочередно переключается в Ь каналов (направления 7-!l).

При одновременном возбулдении акустических волн оптическое излучение,. распространякнцееся в,одном канале, разделяется на N пучков, направляемых в Я Каналов (режим мультиплексирования), Данный способ обратим, т.е. On- l5 тическое излучение может поступать в ячейку по N каналам и выходить из нее по одному каналу.

Формула изобретения эп

Способ управления оптическим излу-;чением, включаю1цнй направление пучка этого излучения в нзотропную акустооптичесКую срЕду и отклонение его в 2б .М направлений, где Я вЂ” целое число, путем одновременного или поочередного воздействия на него N акустическими

1 волнами, направляемыми в акустооптическую среду относительно перв оначаль" 3Q ного направления пучка оптического излучения под углами, соответствукицимн брзгговскому синхронизму, о т: л и ч а ю шийся тем, что, с це 1

4 ль рес1пиреиия рябочегс ди;1пээоиа длии воли олти1еског0 иэлученил, акустические волны Иалранляют вдоль лряtlbtx t лежящих ч сдиОЙ плоск ос ти и . пе» ресекяищихся друг с другом под углами

»

М.= а перноиачальный пучок onN t тическсго инлучения направляют под о эаданным углом ср 90 к плоскости . распростраиеиия акустических воля таким обраэом, чтобы иапранления распространения этого пучка н одной из акустических волк лежали н плоскости, ортогональной плоскости распространения якустичес1их волне при этом ча стоту f, каядой акустической волны устанавливают иэ условия

Ч вЂ” скорос ь распространения акустической волны в акустооптнческой среДе; и показатель преломления аку»

k стооптнческой среды для оптического излучения с длиной

%к t

- порядковый номер акустической волны начиная с нолик, со-. ставлякицей yroJI (p c падающж оптическим лучомс

Составитель В. Иаслеиииков

Редактор Т. Кликина Техред Jl.Олийнцк Корректор С. Йекмар

Заказ 1434/ДСП Тираж 330 Подписное

В!ШИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4.,